[C++] 类的继承 特性及实现

面向对象程序设计中最重要的一个概念是继承。继承允许我们依据另一个类来定义一个类，这使得创建和维护一个应用程序变得更容易。这样做，也达到了重用代码功能和提高执行效率的效果。

当创建一个类时，您不需要重新编写新的数据成员和成员函数，只需指定新建的类继承了一个已有的类的成员即可。这个已有的类称为基类，新建的类称为派生类。

继承代表了 is a 关系。例如，哺乳动物是动物，狗是哺乳动物，因此，狗是动物，等等。

基类 & 派生类

一个类可以派生自多个类，这意味着，它可以从多个基类继承数据和函数。定义一个派生类，我们使用一个类派生列表来指定基类。类派生列表以一个或多个基类命名，形式如下：

class derived-class: access-specifier base-class

其中，访问修饰符 access-specifier 是 public、protected 或 private 其中的一个，base-class 是之前定义过的某个类的名称。如果未使用访问修饰符 access-specifier，则默认为 private。

假设有一个基类 Shape，Rectangle 是它的派生类，如下所示：

实例

​
//jet.h / jet.cpp  //派生自基类airplan 继承airplan的接口和数据
#pragma once
#ifndef __jet_h__
#define __jet_h__
#include <iostream>
#include "airplane.h"
namespace apdance
{
class jet : public airplane //继承自airplane 
{
public:
    jet();
    ~jet();
    void set_weapons(int w);
    int get_weapons();
        
private:
    int weapons;
};
​
}
#endif
​
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include "jet.h"
​
namespace apdance
{
    jet::jet()
    {
        weapons = 1;
        std::cout << "jet take off!\n";
    }
    jet::~jet()
    {
        std::cout << "jet down!may day may day!";
    }
    void jet::set_weapons(int w)
    {
        weapons = w;
    }
    int jet::get_weapons()
    {
        return weapons;
    }
}//namespace apdance
​
​
//airplan.h / airplan.cpp 
#pragma once
#ifndef __AIRPLANE_H__
#define __AIRPLANE_H__
#include <iostream>
namespace apdance //定义命名空间
{
class airplane //创建基类airplane
{
public:
    airplane()
    {
        wheels = 3;
        wings = 2;
        engines = 1;
        std::cout << "对象已创建\n";
    }
    ~airplane()
    {
        std::cout << "对象已删除\n";
    }
public:
    void set_wings(int w);
    int get_wings();
    void set_wheels(int w);
    int get_wheels();
    void set_engines(int w);
    int get_engines();
    void fly();
private:
    int wings;
    int wheels;
    int engines;
};
}//namespace
#endif // !___AIRPLANE_H__
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include "airplane.h"
namespace apdance
{
void airplane::set_wings(int w)
{
    wings = w;
}
int airplane::get_wings()
{
    return wings;
}
void airplane::set_wheels(int w)
{
    wheels = w;
}
int airplane::get_wheels()
{
    return wheels;
}
void airplane::set_engines(int w)
{
    engines = w;
}
int airplane::get_engines()
{
    return engines;
}
void airplane::fly()
{
    std::cout << "iam fly now!\n";
}
}//namespace
​
​
// cpp_learning.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 测试 没问题
#include "stdafx.h"
#include "iostream"
#include "airplane.h"
#include "jet.h"
int main()
{
    apdance::jet x;
    x.set_engines(100);
    std::cout << x.get_engines() << '\n';
    return 0;
}

 

访问控制和继承

派生类可以访问基类中所有的非私有成员。因此基类成员如果不想被派生类的成员函数访问，则应在基类中声明为 private。

我们可以根据访问权限总结出不同的访问类型，如下所示：

访问	public	protected	private
同一个类	yes	yes	yes
派生类	yes	yes	no
外部的类	yes	no	no

一个派生类继承了所有的基类方法，但下列情况除外：

• 基类的构造函数、析构函数和拷贝构造函数。

• 基类的重载运算符。

• 基类的友元函数。

继承类型

当一个类派生自基类，该基类可以被继承为 public、protected 或 private 几种类型。继承类型是通过上面讲解的访问修饰符 access-specifier 来指定的。

我们几乎不使用 protected 或 private 继承，通常使用 public 继承。当使用不同类型的继承时，遵循以下几个规则：

• 公有继承（public）：当一个类派生自公有基类时，基类的公有成员也是派生类的公有成员，基类的保护成员也是派生类的保护成员，基类的私有成员不能直接被派生类访问，但是可以通过调用基类的公有和保护成员来访问。

• 保护继承（protected）： 当一个类派生自保护基类时，基类的公有和保护成员将成为派生类的保护成员。

• 私有继承（private）：当一个类派生自私有基类时，基类的公有和保护成员将成为派生类的私有成员。

多继承

多继承即一个子类可以有多个父类，它继承了多个父类的特性。

C++ 类可以从多个类继承成员，语法如下：

class <派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,…
{
<派生类类体>
};

其中，访问修饰符继承方式是 public、protected 或 private 其中的一个，用来修饰每个基类，各个基类之间用逗号分隔，如上所示。现在让我们一起看看下面的实例：

实例

​

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
// 基类 Shape
class Shape 
{
   public:
      void setWidth(int w)
      {
         width = w;
      }
      void setHeight(int h)
      {
         height = h;
      }
   protected:
      int width;
      int height;
};
 
// 基类 PaintCost
class PaintCost 
{
   public:
      int getCost(int area)
      {
         return area * 70;
      }
};
 
// 派生类
class Rectangle: public Shape, public PaintCost
{
   public:
      int getArea()
      { 
         return (width * height); 
      }
};
 
int main(void)
{
   Rectangle Rect;
   int area;
 
   Rect.setWidth(5);
   Rect.setHeight(7);
 
   area = Rect.getArea();
   
   // 输出对象的面积
   cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl;
 
   // 输出总花费
   cout << "Total paint cost: $" << Rect.getCost(area) << endl;
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Total area: 35
Total paint cost: $2450